技术的历程(科学革命时期)/美国中学科学拓展课程

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内容简介

人们所知的*早锁具之一是在伊拉克科尔沙巴德 的撒珥根宫殿的遗迹中找到的。这是一把全木质锁， 大概有4000年的历史了。门由木门闩固定。锁门的机 关叫做“销簧锁”或“弹子锁”，由门闩上的几个钻 孔和与之匹配的门上的销子组合而成。插上门闩时， 销子就卡进闩上的孔里，从而把门锁死。钥匙是一根 大木棍，上面有一组直立的齿，恰好与钻孔的形状一 致。钥匙插进去时，钥匙齿把销子从门闩中顶出来， 这样门锁就打开了。北非和中东的一些地方至今仍在 使用这种锁。此外，包括**的耶鲁锁在内的很多锁 ，都是依据“落销设计”的原理设计出来的。 古希腊和古罗马的锁具 古希腊人*先开始使用金属钥匙，但是他们的锁 要比古老的销簧锁简单。用一把L形铁钥匙插进门洞 里转动，便可拉出门闩。因为这种锁没有任何形式的 锁码，所以安全性较差。只要能做出同样尺寸的L形 钥匙，任何人都能把门打开。 罗马人*先制作出**由金属制成的锁，通常是 铁锁、铜钥匙。他们发明了榫槽这种复杂的设计，即 锁内的齿凸与钥匙的齿凹互相吻合的锁定机关。一旦 钥匙插到榫槽里，它就能绕着榫槽轨道旋转，由此* 纵门闩。这种榫槽锁比较容易撬开，因为即使钥匙的 形状与榫槽并不**吻合，也有可能在榫槽轨道里转 动。 中世纪的锁具 在中世纪，尽管人们运用了大量的制锁工艺，但 锁的设计技术却没有推陈出新。钥匙孔通常藏在秘密 挡板的后面，用来迷惑撬锁的人。人们还经常在门上 挖出一些假锁孔，用来延长窃贼撬锁时花费的时间。 但是，锁的安全性*终仍然取决于复杂的榫槽设计。 17世纪，英国人发明了一种字母锁。若干刻有数字或 字母的圆环穿在一根轴上。转动这些圆环并组成一个 特定的数字或单词时，圆环内的沟槽排成一条直线， 这样就能拉出锁轴。 挂锁 挂锁是一种可拆卸锁。挂锁的锁体上装有可以扣 接的环状或“一”字形的金属梗、即“锁梁”。使挂 锁通过锁梁直接与锁体扣接成为封闭形锁具。出于保 护的目的，它的锁定机关被封闭在一个钢质锁体里。 上锁时，只需把锁梁推入锁体即可：锁体内的杆落入 锁梁的一端并锁在那里。只有一个特定的字母或数字 组合或钥匙才能解开U形环，完成开锁。 近代的锁具 直到19世纪，锁的设计才有了真正的进步。1778 年，英国锁匠罗伯特·巴伦获得了双作用制栓的专利 权。制栓是一种能落入沟槽的杆，它只有上升到固定 高度时才能移动。插入钥匙就会提升制栓的高度，转 动钥匙，门闩就会滑向一边。巴伦锁有两个制栓，钥 匙需要分别提升每个制栓的高度才能使门闩滑动。如 今的杠杆锁中仍在使用这种设计原理。但意志坚定的 撬锁人仍然能打开巴伦锁。 1784年，英国工程师约瑟夫·布拉莫(1748～ 1814)设计出一种全新的锁，并获得了专利。这种锁 的钥匙很小，但是安全性却是***的。为了能生 产这种锁，布拉莫建造了一个齿轮车*，这是*早的 、可以大规模生产的金属加工车*之一。虽然这种锁 价格不菲，但是布拉莫对其安全性充满信心，他悬赏 210英镑奖励**个打开这把锁的人，在当时这可是 一笔巨资。整整过了67年，才出现了一位美国锁匠— —A·C·霍布斯，他用了50多个小时才打开这把锁并 领走了奖金。 19世纪中期，制锁行业蓬勃兴起。美国和欧洲经 济的快速增长对锁产生了大量的需求，有数百种锁获 得了发明专利。但是，大多数的锁仅仅是对现有锁具 稍作改进而已。 耶鲁锁和定时锁 1848年，美国在锁具的设计方面做出了**项、 可能也是影响*为深远的贡献。奈纳斯·耶鲁(182l ～1868)在古代制锁原理的基础上发明了销簧锁，并 获得专利。19世纪60年代，他设计出了耶鲁圆柱弹子 锁，这种锁配有*为常见的带锯齿边的扁平钥匙。当 锁内的销子被钥匙的锯齿边缘推升到一定高度时，即 可转动圆筒状锁芯，从而将锁打开。现在，这种锁在 车门和建筑物的大门上随处可见。 19世纪70年代，一种新的犯罪形式席卷美国，抢 劫犯们用*指着银行职员，强迫他们打开保险柜。为 了应对这种犯罪，美国发明家詹姆士·萨金特在1873 年制造了**个定时锁。这种锁里含有一把暗锁，只 能在事先设定的时间打开。 现代锁和钥匙 第二次世界大战(1939～1945)以后，**的知 识广泛普及，锁的防盗功能不再像以前那么重要了。 由于撬锁的难度增加，窃贼们干脆不再撬锁，而是直 接把它炸开。 锁的形状千奇百怪。有的锁能防爆，有的锁能击 伤、刺伤或卡住入侵者的手。还有的锁有两把钥匙， 一把可以上锁，但只能用另一把开锁。但锁具的基本 形式还是暗锁、杠杆锁和销簧锁，各种新型锁通常结 合了这几种锁各自的优点。 有些建筑如办公室、学校和监狱，里面有很多把 不同的锁，如果有一把**钥匙，能打开整座建筑里 所有的门锁，那是*好不过了。制造**钥匙需要避 开所有锁的机关，或者需要在锁上设置两个钥匙孔： 一个是正常钥匙孔，另一个是**钥匙孔。当然也可 以给这些锁装上两套制栓和杠杆，如果是耶鲁锁就给 它装上两个同心圆筒，使一个在另一个内部转动。 现今的锁中大都融人了计算机技术。锁具机关的 编码设计不再是钥匙上可见的物理形式，它们已被编 人磁卡或数码卡里。一些锁具甚至还能识别人的指纹 或眼球内壁的视网膜。美国核导弹发射系统使用的是 一种**锁，它需要两位发射人员把不同的钥匙插入 位于*作台两端的钥匙孔里，并且**要同时转动钥 匙才能启动发射系统。*到身体条件的限制，一位发 射员是不可能在巨大*作台的两端同时转动钥匙的。 P36-40